特開 2023-142082 支持装置および施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023142082

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】支持装置および施工方法

(51)【国際特許分類】

   C21C 5/44 20060101AFI20230928BHJP

   F27D 1/16 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

C21C5/44 A

F27D1/16 Q

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022048771

(22)【出願日】2022-03-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001971

【氏名又は名称】品川リフラクトリーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】笹井 洋一

(72)【発明者】

【氏名】村上 陽介

(72)【発明者】

【氏名】小橋 尭文

(72)【発明者】

【氏名】田淵 将悟

【テーマコード（参考）】

4K051

4K070

【Ｆターム（参考）】

4K051AA02

4K051AB03

4K051BB02

4K051LF02

4K070AB18

4K070CC01

(57)【要約】

【課題】円筒状の容器に適用でき、かつ作業性に優れる支持装置および施工方法を実現する。
【解決手段】円筒状に積み上げられた複数の煉瓦Ｒの集合体である煉瓦ブロックＲｂを支持できる支持装置１であって、本体部２と、本体部２に対して放射状に配置され、煉瓦ブロックＲｂの底面を支持可能な複数の支持部３と、本体部２に対して放射状に配置され、煉瓦ブロックＲｂの内周面を吸着可能な複数の吸着部４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状に積み上げられた複数の煉瓦の集合体である煉瓦ブロックを支持できる支持装置であって、
本体部と、
前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、
前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備える支持装置。

【請求項2】

複数の前記支持部を前記本体部に対して放射状に前後動させることができる支持部駆動装置をさらに備える請求項１に記載の支持装置。

【請求項3】

複数の前記支持部の前後動が同期される請求項２に記載の支持装置。

【請求項4】

前記支持部駆動装置が電動式である請求項２または３に記載の支持装置。

【請求項5】

前記吸着部を前記本体部に対して放射状に前後動させることができる吸着部駆動装置と、
前記吸着部の前記煉瓦ブロックの内周面に対する当接面と、当該内周面との間を減圧して、前記吸着部に当該内周面を吸着させることができる減圧装置と、
それぞれの前記吸着部を放射状外側方向に付勢する弾性部材と、をさらに備える請求項１～４のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項6】

前記減圧装置が、エジェクタである請求項５に記載の支持装置。

【請求項7】

前記吸着部が、前記本体部に沿って上下に移動可能に設けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項8】

前記本体部を所望の設置位置に位置合わせする芯出し装置をさらに備える請求項１～７のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項9】

前記本体部が吊り具を有する請求項１～８のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項10】

溶融金属容器の内部に煉瓦を配置する施工方法であって、
複数の煉瓦を円筒状に積み上げて煉瓦ブロックを形成する工程と、
本体部と、前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備える支持装置を、前記煉瓦ブロックの内側に配置する工程と、
前記支持部を前記煉瓦ブロックの底面の下に挿入するとともに、前記吸着部に前記煉瓦ブロックの内周面を吸着させて、前記煉瓦ブロックを前記支持装置に支持させる工程と、
前記煉瓦ブロックを支持している前記支持装置を、前記溶融金属容器の内部に移動させる工程と、
前記溶融金属容器の内部において、前記支持装置による前記煉瓦ブロックの支持を解除して、当該煉瓦ブロックを前記溶融金属容器の内部に設置する工程と、を含む施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円筒状に積み上げられた複数の煉瓦の集合体である煉瓦ブロックを支持する支持装置、および、溶融金属容器の内部に煉瓦を配置する施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

溶融金属を取り扱う容器の内側に煉瓦を施工する際に、あらかじめ容器の外で組み上げた煉瓦ブロックを容器内に搬入して設置する、という方法が汎用される。たとえば、特開平１１－１２６３２号公報（特許文献１）には、容器外で組み上げた煉瓦ブロックを封入袋に封入した後に、袋内を減圧して袋を煉瓦ブロックに密着させて、煉瓦ブロックを一体に運べるようにした煉瓦形成方法が開示されている。また、特開２０１６－１６９３７６号公報（特許文献２）には、煉瓦ブロックの両側面を挟み込んで把持する施工装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－１２６３２号公報

【特許文献2】特開２０１６－１６９３７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の発明を適用する場合は、作業スペースが限られる容器内で煉瓦ブロックを袋から取り出す必要があり、その作業性について改善の余地があった。また、特許文献２の発明の適用は直方体状に組み上げられた煉瓦ブロックに限られ、円筒状に対する煉瓦の施工に適用することは難しかった。

【0005】

そこで、円筒状の容器に適用でき、かつ作業性に優れる支持装置および施工方法の実現が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る支持装置は、円筒状に積み上げられた複数の煉瓦の集合体である煉瓦ブロックを支持できる支持装置であって、本体部と、前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備えることを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係る施工方法は、溶融金属容器の内部に煉瓦を配置する施工方法であって、複数の煉瓦を円筒状に積み上げて煉瓦ブロックを形成する工程と、本体部と、前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、前記本体部に対して放射状に配置され、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備える支持装置を、前記煉瓦ブロックの内側に配置する工程と、前記支持部を前記煉瓦ブロックの底面の下に挿入するとともに、前記吸着部に前記煉瓦ブロックの内周面を吸着させて、前記煉瓦ブロックを前記支持装置に支持させる工程と、前記煉瓦ブロックを支持している前記支持装置を、前記溶融金属容器の内部に移動させる工程と、前記溶融金属容器の内部において、前記支持装置による前記煉瓦ブロックの支持を解除して、当該煉瓦ブロックを前記溶融金属容器の内部に設置する工程と、を含むことを特徴とする。

【0008】

これらの構成によれば、円筒状の煉瓦ブロックを一体として支持して溶融金属容器の内部に搬入できるので、煉瓦を施工する際の作業性が向上する。

【0009】

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

【0010】

本発明に係る支持装置は、一態様として、複数の前記支持部を前記本体部に対して放射状に前後動させることができる支持部駆動装置をさらに備えることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、あらかじめ組み上げた煉瓦ブロックの下に支持部を挿入して、煉瓦ブロックを支持できる。そのため、煉瓦ブロックを組み上げる作業を実施する場所が、支持装置の設置場所に限定されない。

【0012】

本発明に係る支持装置は、一態様として、複数の前記支持部の前後動が同期されることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、支持部による煉瓦ブロックの支持を完成する際に、煉瓦ブロックを均等に支持させることができるので、安定した支持姿勢が実現される。

【0014】

本発明に係る支持装置は、一態様として、前記支持部駆動装置が電動式であることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、複数の支持部の動作を同期させやすいため、安定した支持姿勢が実現されやすい。

【0016】

本発明に係る支持装置は、一態様として、前記吸着部を前記本体部に対して放射状に前後動させることができる吸着部駆動装置と、前記吸着部の前記煉瓦ブロックの内周面に対する当接面と、当該内周面との間を減圧して、前記吸着部に当該内周面を吸着させることができる減圧装置と、それぞれの前記吸着部を放射状外側方向に付勢する弾性部材と、をさらに備えることが好ましい。

【0017】

この構成によれば、吸着部が煉瓦ブロックに密着しやすいため、煉瓦ブロックの内周面の吸着が確実になされうる。

【0018】

本発明に係る支持装置は、一態様として、前記減圧装置が、エジェクタであることが好ましい。

【0019】

この構成によれば、工場等のユーティリティとして提供されていることが多い圧縮空気を動力源として吸着部を動作させることができる。そのため、多くの場所で使いやすい支持装置を提供できる。

【0020】

本発明に係る支持装置は、一態様として、前記吸着部が、前記本体部に沿って上下に移動可能に設けられていることが好ましい。

【0021】

この構成によれば、高さ方向に複数の箇所で煉瓦ブロックを吸着できるので、煉瓦ブロックをより安定した姿勢で支持できる。

【0022】

本発明に係る支持装置は、一態様として、前記本体部を所望の設置位置に位置合わせする芯出し装置をさらに備えることが好ましい。

【0023】

この構成によれば、本体部の位置を、煉瓦ブロックや溶融金属容器などの中央に位置合わせできるので、煉瓦ブロックの支持および設置に有利な位置に本体部を位置合わせできる。

【0024】

本発明に係る支持装置は、一態様として、前記本体部が吊り具を有することが好ましい。

【0025】

この構成によれば、クレーンなどの汎用的な装置を用いて支持装置単体、または煉瓦ブロックを支持した支持装置を移動できる。

【0026】

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態に係る支持装置の使用状態を示す縦断面図である。

【図2】実施形態に係る支持装置の使用状態を示す横断面図である。

【図3】実施形態に係る支持装置の使用状態を示す横断面図である。

【図4】実施形態に係る施工方法に用いる施工枠の平面図である。

【図5】実施形態に係る施工方法に用いる施工枠の縦断面図である。

【図6】実施形態に係る施工方法の手順を示す図である。

【図7】実施形態に係る施工方法の手順を示す図である。

【図8】実施形態に係る施工方法の手順を示す図である。

【図9】実施形態に係る施工方法の手順を示す図である。

【図10】実施形態に係る施工方法の手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明に係る支持装置および施工方法の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る支持装置を、溶融金属容器の内部に煉瓦Ｒを配置する施工方法に供される支持装置１に適用した例について説明する。支持装置１は、円筒状に積み上げられた複数の煉瓦Ｒの集合体である煉瓦ブロックＲｂを支持することができる装置である。

【0029】

本実施形態では、各々の煉瓦Ｒの寸法が、長さ１１５ｍｍ、幅７３ｍｍ、高さ９０ｍｍであり、煉瓦ブロックＲｂの寸法が、内径１５４０ｍｍ、高さ４６０ｍｍ（煉瓦Ｒを五段積んだ高さ）である場合を例として説明する。なお、煉瓦ブロックＲｂの径方向の幅は、煉瓦Ｒの長さに相当し、１１５ｍｍである。また、煉瓦ブロックＲｂにおける煉瓦Ｒの段数は五段に限定されず、溶融金属容器の寸法や作業性などを考慮して適宜決定される。

【0030】

〔支持装置の構成〕
本実施形態に係る支持装置１は、本体部２と、支持部３と、吸着部４と、を備える（図１～図３）。また、支持部３を放射状に前後動させるモータ５（支持部駆動装置の例である。）、吸着部４を放射状に前後動させるエアアクチュエータ６（吸着部駆動装置の例である。）、および、本体部２を煉瓦ブロックＲｂの内周の中心に位置合わせする芯出し装置７が、本体部２に装着されている。さらに、モータ５、エアアクチュエータ６、および芯出し装置７（以下、これらをまとめて「駆動装置」と称する。）の動作を制御するコントローラ（不図示）が設けられている。

【0031】

詳細は後述するが、支持装置１は本体部２の周囲に支持部３および吸着部４が放射状に配置された構造を有し、したがって平面図において略円形の形状を有する（図２、図３）。そこで以下の説明では、当該略円形についての「径方向」および「周方向」の用語を用いて各部材の位置関係などを表現する場合がある。また、上下方向に関する記載は、特記しない限り、図１に示した姿勢における上下方向を表すものとする。

【0032】

本体部２は、支持部３および吸着部４を含む支持装置１の各構成要素と、支持装置１によって支持される煉瓦ブロックＲｂと、の重量を支持しうる剛性および強度を有する構造体であり、たとえばＬ型鋼などの構造部材を組み合わせたフレーム状の構造体として実装される。

【0033】

本体部２の上部には、アイボルト２１（吊り具の例である。）が設けられている。アイボルト２１が設けられていることによって、クレーンなどを用いて支持装置１を持ち上げることができる。なお、アイボルト２１に替えて、シャックルなどの他の態様の吊り具を用いてもよい。

【0034】

また、本体部２の上部には、エアインレット２２が設けられている。エアインレット２２は、空気配管２７を介して、支持装置１の構成要素のうち圧縮空気によって駆動されるものと流体連通している。エアインレット２２を、たとえば支持装置１が使用される工場のユーティリティとして設けられている圧縮空気供給源（不図示）と接続すると、各装置に圧縮空気が供給される。

【0035】

支持部３は、本体部２に対して放射状に配置され、煉瓦ブロックＲｂの底面を支持できるように構成された部材である（図１、図２）。本実施形態に係る支持部３は、周方向に八つに分割された円環状の支持面を形成している。これに対応して八つの支持部３が設けられており、それぞれの支持部３は中心角がおよそ４５°の扇型の弧の部分に相当する平面形状を有する板状部材として実装されている。支持部３の裏面（煉瓦ブロックＲｂを支持する面に対して裏側の面という意味である。）には、スライダ３１が設けられている。

【0036】

支持部３の面積は、支持装置１を用いて煉瓦ブロックＲｂを支持する際に一つの支持部３が支持する部分の底面積（本実施形態では煉瓦Ｒ一段分の底面積０．６ｍ^２である。）の４０％以上であることが好ましい。

【0037】

支持部３は、モータ５の動作によって、本体部２に対して放射状に前後動する。モータ５は本体部２の中央に設けられており、駆動軸５１が下方に延びている。駆動軸５１の先端にはギア５１ａが設けられており、ギア５１ａは径方向に延びるシャフト５２の一端に設けられたギア５２ａと係合している。シャフト５２は他端に設けられた継手５２ｂを介して、スクリューシャフト５３と連結されており、スクリューシャフト５３は支持部３の裏面のスライダ３１と螺合している。モータ５の回転はシャフト５２およびスクリューシャフト５３の回転に変換され、さらにスクリューシャフト５３と螺合しているスライダ３１の径方向の移動に変換される。スライダ３１の移動によって、スライダ３１が設けられている支持部３の全体が径方向に運動する。支持部３はレール５４に載置されているため、支持部３の運動はレール５４に沿う動きに規制される。以上の機構によって、支持部３の前後動が実現される。以下では、支持部３およびその他の部材が本体部２から離れる動作を「前進」といい、その反対の動作を「後退」という。

【0038】

なお、一つのモータ５（ギア５１ａ）に対して、支持部３ごとに設けられた八本のシャフト５２（ギア５２ａ）が係合している。そのため、八本のシャフト５２の動作が同期され、これによって八つの支持部３の前後動が同期される。

【0039】

また、八つの支持部３のうちの一つにセンサ３２が設けられている。センサ３２は、支持部３の位置（前進距離）を検出できる公知のセンサであり、センサ３２が検出した前進距離が所定の閾値を超える場合は、支持部３をそれ以上前進させることができないように、モータ５の動作が制限される。

【0040】

吸着部４は、本体部２に対して放射状に配置され、煉瓦ブロックＲｂの内周面を吸着できるように構成された部材である（図１、図３）。本実施形態では、吸着部４を支持する四つのフレーム４１が設けられており、一つのフレーム４１に七つまたは八つの吸着部４が支持され、合計で三十の吸着部４が設けられている。各々のフレーム４１は、中心角がおよそ９０°の扇型の弧の部分に相当する平面形状を有する。なお、吸着部４の、煉瓦ブロックＲｂの内周面に対する当接面４ａには、弾性を有するパッドが取り付けられている。

【0041】

各々の吸着部４は、エジェクタ４２（減圧装置の例である。）に接続されている。吸着部４の、煉瓦ブロックＲｂの内周面に対する当接面４ａに、開口４ｂが設けられており、当該開口４ｂはエジェクタ４２の吸込流体入口に接続されている。また、エジェクタ４２の駆動流体入口はエアインレット２２に接続されており、エジェクタ４２の駆動流体入口から圧縮空気を供給すると、開口４ｂから空気が吸引される。吸着部４を煉瓦ブロックＲｂの内周面に当接させた状態でエジェクタ４２に圧縮空気を供給すると、当接面４ａと煉瓦ブロックＲｂの内周面との間が減圧されて、吸着部４が内周面を吸着する。これによって、煉瓦ブロックＲｂが外側方向に倒壊することが防止される。

【0042】

吸着部４は、エアアクチュエータ６の動作によって、本体部２に対して放射状に前後動する。エアアクチュエータ６は、フレーム４１ごとに一つずつ設けられている。エアアクチュエータ６はエアインレット２２に接続されており、エアインレット２２を通じて供給される圧縮空気によって動作される。

【0043】

それぞれの吸着部４は、弾性部材４３を介してフレーム４１に取り付けられている。エアアクチュエータ６の動作によってフレーム４１が前進して、吸着部４が煉瓦ブロックＲｂの内周面に当接したときに、弾性部材４３が吸着部４を径方向外側（放射状外側方向）に付勢する。これによって、吸着部４が煉瓦ブロックＲｂの内周面に押しつけられて、当接面４ａのパッドが煉瓦ブロックＲｂの内周面に密着する。これによって、エジェクタ４２による減圧による内周面の吸着が確実に実現されやすい。また、弾性部材４３が設けられていることによって、各々の吸着部４の煉瓦ブロックＲｂの内周面に対する当たり方の誤差が吸収され、煉瓦ブロックＲｂの内周面の全周にわたって吸着部４を適切な姿勢で当接させやすい。

【0044】

フレーム４１は、エアアクチュエータ６およびアーム２３ａを介して、本体部２の吸着部基部２３に支持されている。吸着部基部２３には、本体部２の支柱２４と当接する位置にローラ２５が設けられているとともに、吸着部基部２３の下面に緩衝器２６が設けられている。これによって、吸着部基部２３を支柱２４に沿って上下に移動できる。すなわち、吸着部４を本体部２に沿って上下に移動できる。

【0045】

吸着部４の幅は、煉瓦Ｒの幅（７３ｍｍ）以上であることが好ましい。また、吸着部４の高さは、煉瓦Ｒの高さ（９０ｍｍ）以上であることが好ましい。すなわち吸着部４は、幅および高さの双方において、煉瓦ブロックＲｂの内周面に露出している単一の煉瓦Ｒより大きいことが好ましい。

【0046】

吸着部４と煉瓦ブロックＲｂとの接触面積の合計（本実施形態では、各吸着部４の当接面４ａの面積の合計である。）は、煉瓦ブロックＲｂの内周面における煉瓦Ｒ一段分の面積の５０％以上であることが好ましい。

【0047】

芯出し装置７は、エアシリンダとして実装されており、エアインレット２２に接続されている。本実施形態では、９０°間隔で四つの芯出し装置７が設けられている。芯出し装置７を径方向外側に伸長させて周囲の部材に当接させることによって、本体部２を所望の設置位置に位置合わせできる。

【0048】

コントローラは、各駆動装置の動作を制御できる限りにおいて、特に限定されない。たとえば、コントローラと核駆動装置との接続について、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。

【0049】

〔施工方法の構成〕
次に、本実施形態に係る施工方法について説明する。本実施形態に係る施工方法は、複数の煉瓦Ｒを円筒状に積み上げて煉瓦ブロックＲｂを形成する工程と、支持装置１を煉瓦ブロックＲｂの内側に配置する工程と、煉瓦ブロックＲｂを支持装置１に支持させる工程と、煉瓦ブロックＲｂを支持している支持装置１を溶融金属容器の内部に移動させる工程と、溶融金属容器の内部において、支持装置１による煉瓦ブロックＲｂの支持を解除して、当該煉瓦ブロックＲｂを溶融金属容器の内部に設置する工程と、を含む。

【0050】

（１）煉瓦ブロックの形成
第一の工程は、複数の煉瓦Ｒを円筒状に積み上げて煉瓦ブロックＲｂを形成する工程である。以下では一例として、外枠式の施工枠８（図４、図５）を用いて煉瓦ブロックＲｂを形成する方法について説明する。ただし、外枠式の施工枠のほか、たとえば中子式の施工枠を用いても、本実施形態に係る施工方法を実施できる。

【0051】

施工枠８は、煉瓦ブロックＲｂ（煉瓦Ｒ）を支持する円形の架台８１と、架台８１の内側に設置されるスペーサー８２と、架台８１から上方に延びる外枠８３と、を備える。煉瓦ブロックＲｂを形成するときは、架台８１の内側にスペーサー８２を設置した状態で、架台８１およびスペーサー８２の上に煉瓦Ｒを積み上げていく。このとき、煉瓦Ｒを外枠８３に沿わせながら積んでいくことで、完成される煉瓦ブロックＲｂの外径が所望の寸法に規制される。

【0052】

煉瓦ブロックＲｂが完成したら、スペーサー８２を取り除く。これによって、煉瓦ブロックＲｂの下方の内周側に空地ができる。この空地は、支持部３を挿入するための空地として機能する。

【0053】

なお、施工枠８は角筒状の桁Ｂに載置されており、桁Ｂにフォークリフトのフォークを挿し込むと、桁Ｂ、施工枠８、および煉瓦ブロックＲｂを一体に運搬できる。そのため、煉瓦ブロックＲｂを形成する作業を溶融金属容器の近傍で行う必要はなく、より広い作業スペースを確保できる場所で煉瓦ブロックＲｂを形成したのちに、桁Ｂ、施工枠８、および煉瓦ブロックＲｂを溶融金属容器の近傍に運搬してもよい。また、桁Ｂおよび施工枠８を複数組用意しておけば、煉瓦ブロックＲｂを形成する作業をまとめて実施して、あらかじめ煉瓦ブロックＲｂの在庫を確保できる。これらの特徴から、作業場所および作業人員の双方の観点から資源の効率化を図りやすい。

【0054】

（２）支持装置の配置
第二の工程は、支持装置１を煉瓦ブロックＲｂの内側に配置する工程である。具体的には、クレーン（不図示）を用いて支持装置１を持ち上げて、煉瓦ブロックＲｂの内側に下ろすことによって、この工程を実現できる。なお、この工程を実施する前に支持部３および吸着部４を十分に後退させておき、支持部３および吸着部４が煉瓦ブロックＲｂと干渉しないようにする。

【0055】

その後、芯出し装置７を用いて本体部２を架台８１の中心（所望の設置位置の例である。）に位置合わせする。具体的には、四つの芯出し装置７を径方向外側に煉瓦ブロックＲｂの内径に応じた所定の長さだけ伸長させて架台８１に当接させると、本体部２が微動して、本体部２が架台８１の中心に位置合わせされる。芯出し装置７をエアシリンダにより駆動させれば、煉瓦ブロックＲｂの内径に図面寸法との誤差が生じていたとしても、空気の可縮性により誤差が吸収されるため好ましい。

【0056】

さらに、吸着部４の高さ方向の位置合わせを行う。このとき、吸着部４の上下方向の中央が、煉瓦ブロックＲｂの高さ方向の中央より高い高さに位置するように、吸着部４の高さを調節することが好ましい。これは、煉瓦ブロックＲｂの高さ方向の中央より高い高さで、吸着部４と煉瓦ブロックＲｂの内周面とが当接していると、煉瓦ブロックＲｂの支持が安定しやすいためである。

【0057】

以上の操作により、支持部３および吸着部４の双方が後退した状態の支持装置１が、煉瓦ブロックＲｂの内側に配置される（図６）。

【0058】

（３）煉瓦ブロックの支持
第三の工程は、煉瓦ブロックＲｂを支持装置１に支持させる工程である。詳細には、この工程には、支持部３を煉瓦ブロックＲｂの底面の下に挿入するステップと、吸着部４を煉瓦ブロックＲｂの内周面に吸着させるステップと、が含まれる。

【0059】

まず、煉瓦ブロックＲｂの内側に配置された支持装置１の支持部３を前進させる（図７）。すると、支持部３が煉瓦ブロックＲｂの下方の空地に進入する。支持部３が架台８１に当接するまで支持部３を前進させたのちに、支持部３をわずかに後退させる（図８）。これによって、支持部３と架台８１が干渉しない限度で、支持部３を煉瓦ブロックＲｂの下方に最大限挿入した状態が実現される。また、支持部３の先端（最外周）が、煉瓦ブロックＲｂの底面からはみ出さないようにすることが好ましい。より詳細には、支持部３の前進位置が、支持対象の煉瓦ブロックＲｂの内周から、当該煉瓦ブロックＲｂの径方向の幅（本実施形態では１１５ｍｍ）の４５～５５％に相当する距離、外周側に進んだ位置になるようにするが好ましい。当該距離が煉瓦ブロックＲｂの径方向の幅の４５％以上であると、支持装置による安定的な煉瓦ブロックＲｂの支持が安定しやすい。また、当該距離が煉瓦ブロックＲｂの径方向の幅の５５％以下であると、架台８１の幅を比較的大きくできる（煉瓦ブロックＲｂの径方向の幅の４５％以上にできる）ので、施工枠８による煉瓦ブロックＲｂの支持が安定し、煉瓦ブロックＲｂを形成しやすい。

【0060】

このとき、支持部３が煉瓦ブロックＲｂと当接する面積の合計（以下、「支持面積合計」という。）が、煉瓦ブロックＲｂの底面積の４０％以上６０％以下であることが好ましい。支持面積合計が煉瓦ブロックＲｂの底面積の４０％以上であると、安定した支持を実現しやすい。また、支持面積合計が煉瓦ブロックＲｂの底面積の６０％以下であると、煉瓦ブロックＲｂの支持を解除する際に、支持部３を煉瓦ブロックＲｂの下から引き抜きやすい。

【0061】

その後、クレーンを用いて支持装置１をわずかに上昇させると、支持部３が煉瓦ブロックＲｂの底面に当接した状態になる（図８）。このとき、クレーンの上昇を煉瓦ブロックＲｂが架台８１から地切りされない程度に留めて、煉瓦ブロックＲｂの荷重が架台８１と支持部３との双方に加わった状態として、以降の作業を実施する。

【0062】

続いて、吸着部４を前進させる（図９）。すると、吸着部４が煉瓦ブロックＲｂの内周面に当接する。続いてエジェクタ４２に圧縮空気を供給して、吸着部４に煉瓦ブロックＲｂの内周面を吸着させる。

【0063】

以上の二つのステップによって、支持装置１による煉瓦ブロックＲｂの安定した支持が実現される。

【0064】

（４）支持装置の移動
第四の工程は、煉瓦ブロックＲｂを支持している支持装置１を溶融金属容器の内部に移動させる工程である。第三の工程までに、支持装置１による煉瓦ブロックＲｂの安定した支持が実現されているので、この状態でクレーンを用いて支持装置１を上昇させると、支持装置１と煉瓦ブロックＲｂとを一体に持ち上げることができる（図１０）。続いてクレーンを操作して、支持装置１（および煉瓦ブロックＲｂ）を、溶融金属容器の上側開口から当該容器の内部に下ろして、支持部３を当該容器にあらかじめ設置されている側壁煉瓦の上に着地させる。

【0065】

その後、支持装置１をわずかに上昇させる。この時の上昇幅は、１０ｃｍ以下とすることが好ましく、５ｃｍ以下とすることがより好ましい。

【0066】

続いて、芯出し装置７を用いて本体部２を溶融金属容器の中心（所望の設置位置の例である。）に位置合わせする。具体的には、四つの芯出し装置７を径方向外側に煉瓦ブロックＲｂの内径に応じた所定の長さだけ伸長させて溶融金属容器の内面に当接させると、本体部２が微動して、本体部２が溶融金属容器の内面の中心に位置合わせされる。芯出し装置７をエアシリンダにより駆動させれば、既設の側壁煉瓦の内径に図面寸法との誤差が生じていたとしても、空気の可縮性により誤差が吸収されるため好ましい。

【0067】

（５）煉瓦ブロックの設置
第五の工程は、煉瓦ブロックＲｂを溶融金属容器の内部に設置する工程である。まず、溶融金属容器の既設の側壁煉瓦の上に着地した支持装置１の支持部３を後退させる。この操作によって、煉瓦ブロックＲｂは支持を失い、溶融金属容器の底面に落下する。このとき、吸着部４が煉瓦ブロックＲｂの内周面の吸着を維持しており、かつ吸着部４が上下に移動できるように設けられているので、吸着部４は煉瓦ブロックＲｂの落下に追随して下方に移動する。ここで、吸着部基部２３の下面に緩衝器２６が設けられているので、煉瓦ブロックＲｂの落下の衝撃が緩衝器２６によって緩和される。加えて、煉瓦ブロックＲｂが落下した瞬間においても、煉瓦ブロックＲｂの内周面が吸着部４に支持されている。これらによって、落下の衝撃を受けても煉瓦ブロックＲｂが崩れにくい。

【0068】

煉瓦ブロックＲｂが溶融金属容器の既設の側壁煉瓦の上に接地したのちに、エジェクタ４２への圧縮空気の供給を停止して、吸着部４による煉瓦ブロックＲｂの吸着を解除する。続いて吸着部４を後退させる。支持部３および吸着部４の双方が煉瓦ブロックＲｂと干渉しないことを確認した上で、クレーンを操作して支持装置１を上昇させると、煉瓦ブロックＲｂを溶融金属容器内に残して支持装置１のみを溶融金属容器から取り出すことができる。

【0069】

以上の五つの手順によって、煉瓦ブロックＲｂの設置が完了する。

【0070】

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る支持装置および施工方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0071】

上記の実施形態では、支持部３が八つ設けられており、周方向に八つに分割された円環状の支持面が形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、支持部の形状および数量は、煉瓦ブロックの底面を支持可能である限りにおいて限定されない。たとえば、上記の例に比べて大きい煉瓦を単位とする煉瓦ブロックに対して本発明に係る支持装置を適用する場合は、隣接する支持部同士の間隔が上記の例より広くても煉瓦ブロックの支持が可能であり、支持部の数量が八つより少なくても安定的な支持を実現できる場合がある。反対に、より小さい煉瓦を用いる場合は、支持部の数量を増やす必要がある場合がある。

【0072】

上記の実施形態では、三十の吸着部４が設けられており、一つのフレーム４１に七つまたは八つの吸着部４が支持されている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、吸着部の形状および数量は、煉瓦ブロックの内周面を吸着可能である限りにおいて限定されない。また、上記の実施形態のように複数の吸着部をまとめて支持するフレームが設けられた構成に限定されず、それぞれの吸着部が本体部に直接に支持されていてもよい。

【0073】

上記の実施形態では、エジェクタ４２の動作によって吸着部４が煉瓦ブロックＲｂの内周面を吸着する構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、吸着部の吸着力を実現する装置はエジェクタに限定されず、たとえばポンプを用いてもよい。また、陰圧を用いる方法以外として、施工環境や炉等の稼働条件が許すのであれば、煉瓦ブロックの外側をバンド等で締結し設置後に取り除いてもよく、または煉瓦ブロックの外側を可燃性のバンド等で締結し予熱時や稼働時の熱でバンド等を焼失させてもよい。また、外周を締結する方法と内側から支持する方法とを併用してもよい。すなわち、陰圧の利用の有無を問わず、煉瓦ブロックの内周面を支持可能な支持部を設ければよい。なお、煉瓦ブロックの底面を支持可能な支持部（上記の実施形態における支持部３）を第一支持部と称し、煉瓦ブロックの内周面を支持する支持部（上記の実施形態における吸着部４）を第二支持部と称してもよい。また、かかる第二支持部において、陰圧を用いる方法と陰圧を用いない方法とを併用することも可能である。

【0074】

上記の実施形態では、支持部駆動装置としてモータ５が設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、支持部駆動装置の動力源は限定されない。ただし支持部駆動装置が電動式であると、複数の支持部の動作を同期しやすいため、好ましい。また、直動式のモータを用いると、スペース効率が良いため、より好ましい。

【0075】

上記の実施形態では、吸着部駆動装置としてエアアクチュエータ６が設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、吸着部駆動装置の動力源は限定されない。ただし吸着部駆動装置が空気駆動式であると、煉瓦ブロックの側面に対して吸着部が当接する応力が比較的小さくなるので、煉瓦ブロックを外側方向に倒す等の不具合を回避しやすいため、好ましい。

【0076】

上記の実施形態では、吸着部４を本体部２に沿って上下に移動できる構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、吸着部の高さ方向の位置が固定されていてもよい。

【0077】

上記の実施形態では、本体部２の周囲に一周（一段）の吸着部４が設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る支持装置において、吸着部が複数段設けられていてもよい。この場合、いずれの段の吸着部についても、好ましい態様は上記の実施形態と同様である。すなわち、個々の吸着部について、幅および高さの双方において煉瓦ブロックの内周面に露出している単一の煉瓦より大きいことが好ましく、吸着部と煉瓦ブロックとの接触面積の合計が、煉瓦ブロックの内周面における煉瓦一段分の面積の５０％以上であることが好ましい。また、複数段の吸着部が設けられている支持装置を用いる場合は、吸着部の複数の段のうちのいずれかの段の上下方向の中央が、煉瓦ブロックの高さ方向の中央より高い高さに位置するように調節することが好ましい。

【0078】

上記の実施形態において、支持部３を煉瓦ブロックＲｂの底面に沿って過度に挿入しないようにするため、支持部３の前進を規制する部材が設けられていてもよい。たとえば、支持部３の表面に突起を設け、当該突起が煉瓦ブロックＲｂの内周に接触したときに支持部３がそれ以上前進できないようにしてもよい。突起の形状は、棒状、板状など、制限されない。この場合、当該突起より外側における支持部３の面積が、一つの支持部３が支持する部分の底面積の４０％以上であることが好ましい。なお、同様の規制は、たとえばリミットスイッチを用いる方法によっても実現できる。

【0079】

上記の実施形態では、支持装置１を持ち上げて、煉瓦ブロックＲｂの内側に下ろすという手順で、支持装置１を煉瓦ブロックＲｂの内側に配置する構成を例として説明した。しかし、本発明に係る施工方法において、支持装置を煉瓦ブロックの内側に配置することには、あらかじめ設置してある支持装置の周囲に煉瓦ブロックＲｂを形成することも含む。

【0080】

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明は、たとえば、溶融金属容器の内側に煉瓦ブロックを施工する際に用いる支持装置、および当該施工に係る施工方法に利用できる。

【符号の説明】

【0082】

１ ：支持装置
２ ：本体部
２１ ：アイボルト
２２ ：エアインレット
２３ ：吸着部基部
２３ａ ：アーム
２４ ：支柱
２５ ：ローラ
２６ ：緩衝器
２７ ：空気配管
３ ：支持部
３１ ：スライダ
３２ ：センサ
４ ：吸着部
４ａ ：当接面
４ｂ ：開口
４１ ：フレーム
４２ ：エジェクタ
４３ ：弾性部材
５ ：モータ
５１ ：駆動軸
５１ａ ：ギア
５２ ：シャフト
５２ａ ：ギア
５２ｂ ：継手
５３ ：スクリューシャフト
５３ ：レール
６ ：エアアクチュエータ
７ ：芯出し装置
８ ：施工枠
８１ ：架台
８２ ：スペーサー
８３ ：外枠
Ｒ ：煉瓦
Ｒｂ ：煉瓦ブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状に積み上げられた複数の煉瓦の集合体である煉瓦ブロックを支持できる支持装置であって、
前記煉瓦ブロックの円筒の内側に配置される本体部と、
前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、
前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備える支持装置。

【請求項2】

複数の前記支持部を前記本体部に対して放射状に前後動させることができる支持部駆動装置をさらに備える請求項１に記載の支持装置。

【請求項3】

複数の前記支持部の前後動が同期される請求項２に記載の支持装置。

【請求項4】

前記支持部駆動装置が電動式である請求項２または３に記載の支持装置。

【請求項5】

前記吸着部を前記本体部に対して放射状に前後動させることができる吸着部駆動装置と、
前記吸着部の前記煉瓦ブロックの内周面に対する当接面と、当該内周面との間を減圧して、前記吸着部に当該内周面を吸着させることができる減圧装置と、
それぞれの前記吸着部を放射状外側方向に付勢する弾性部材と、をさらに備える請求項１～４のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項6】

前記減圧装置が、エジェクタである請求項５に記載の支持装置。

【請求項7】

前記吸着部が、前記本体部に沿って上下に移動可能に設けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項8】

前記本体部を所望の設置位置に位置合わせする芯出し装置をさらに備える請求項１～７のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項9】

前記本体部が吊り具を有する請求項１～８のいずれか一項に記載の支持装置。

【請求項10】

溶融金属容器の内部に煉瓦を配置する施工方法であって、
複数の煉瓦を円筒状に積み上げて煉瓦ブロックを形成する工程と、
前記煉瓦ブロックの円筒の内側に配置される本体部と、前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備える支持装置を、前記煉瓦ブロックの円筒の内側に配置する工程と、
前記支持部を前記煉瓦ブロックの底面の下に挿入するとともに、前記吸着部に前記煉瓦ブロックの内周面を吸着させて、前記煉瓦ブロックを前記支持装置に支持させる工程と、
前記煉瓦ブロックを支持している前記支持装置を、前記溶融金属容器の内部に移動させる工程と、
前記溶融金属容器の内部において、前記支持装置による前記煉瓦ブロックの支持を解除して、当該煉瓦ブロックを前記溶融金属容器の内部に設置する工程と、を含む施工方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

本発明に係る支持装置は、円筒状に積み上げられた複数の煉瓦の集合体である煉瓦ブロックを支持できる支持装置であって、前記煉瓦ブロックの円筒の内側に配置される本体部と、前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備えることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

また、本発明に係る施工方法は、溶融金属容器の内部に煉瓦を配置する施工方法であって、複数の煉瓦を円筒状に積み上げて煉瓦ブロックを形成する工程と、前記煉瓦ブロックの円筒の内側に配置される本体部と、前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの底面を支持可能な複数の支持部と、前記本体部から放射状に延び、前記煉瓦ブロックの内周面を吸着可能な複数の吸着部と、を備える支持装置を、前記煉瓦ブロックの円筒の内側に配置する工程と、前記支持部を前記煉瓦ブロックの底面の下に挿入するとともに、前記吸着部に前記煉瓦ブロックの内周面を吸着させて、前記煉瓦ブロックを前記支持装置に支持させる工程と、前記煉瓦ブロックを支持している前記支持装置を、前記溶融金属容器の内部に移動させる工程と、前記溶融金属容器の内部において、前記支持装置による前記煉瓦ブロックの支持を解除して、当該煉瓦ブロックを前記溶融金属容器の内部に設置する工程と、を含むことを特徴とする。